Güneş enerjisi günümüzün ‘iyi haber’ hikâyelerinden biridir. Bugün alternatif enerji pazarının, güneş enerjisini etkin ve verimli olarak kullanarak yeni hızla büyüyen bir segmenti mevcuttur.

Bugünün dünyasının giderek artan nüfusu ve enerjiye olan doyumsuz isteği yenilenebilir enerji kaynakları için arayışın en büyük itici gücüdür. İlerleyen güneş enerjisi teknolojileri imalatı güneş enerjisi teknolojisini yaratma ve kullanma kabiliyetini büyük ölçüde artırmakta ve neticesinde daha etkin ve verimli sistemler kurulmaktadır. Bu sistemler büyüklük, karmaşıklık ve kurulan tesis sayısı bakımından artmaktadır.

Yangın koruma mühendisleri güneş enerjisi sistemlerinin devam eden artmasıyla önemli roller üstlenmişlerdir. Bu teknoloji diğer yeni ve yaratıcı yaklaşımlardan farklı değildir ve açık olarak belli olan yararları ile aynı zamanda beklemeyen ve düşünülerek yapılmayan sonuçlar da getirmektedir. Bu sonuçlar başa çıkılmaz veya kontrol edilip yönetme kabiliyetlerinin ötesinde değildir.

Güneş enerjisi alanındaki gelişmeler giderek artan bir oranda çoğalmaktadır ve beraberinde emniyeti ve güvenirliğiyle alakalı birçok soru da getirmektedir. Bu gelişmeler mevzuatın, standartların ve mevcut güvenlik altyapısının diğer enstrümanlarının yeniden incelenmesi ve tadil edilmesi ihtiyacını ortaya çıkartmıştır.  Yangın koruma mühendislerinin uzmanlıkları güneş enerjisi teknolojisinin ilerlemesinde istenmeyen olayların meydana gelmeden önce önlemesi veya karşıt bir olay eğer meydana gelmişse etkilerinin hafifletilmesi için önemlidir.

Güneş enerjisi endüstrisinin genel durumu artan bir şekilde güçlüdür. ABD’de fotovoltaik (PV) sistemleri gelecekteki elektrik enerjisi ihtiyaçlarını desteklemede güçlü bir umut vaat etmektedir.  2012 yılı güneş enerjisi endüstrisi için enerjinin kullanım kapasitesi ve bu cihazları kullanan tesis sayısının önemli miktarda arttığı üretken bir yıl oldu.

Çoklu pazaryeri göstergeleri bu teknolojinin büyüme gücünü meydana çıkartmaktadır, şöyle ki: (i) fotovoltaik tesisatların kapasiteleri 2012 yılında bir öncekine göre %80 oranında artmıştır, (ii) birbirini izleyen son altı yılda yıllık kapasite artış oranı yüzde 40’ı aşmıştır. (iii) Son on yıl içinde yıllık büyüme oranı birleşik büyüme oranı yüzde 65’tir, (iv)  toplam tesisi yapılmış kamu hizmet tesisleri kapasitesinde iki buçuk kat artış olmuş ve (v) binalara dağıtılmış tesisatlarda (özellikle konut, ticari ve kamu binalarında) artış yüzde 36’dır.[i]

Güneşin Gücü

Güneş enerjisi teknolojisi son yıllarda hızla çoğalmıştır, burada bir dereceye kadar geliştirilmiş imalat yöntemleri bu yaklaşımın satın alınabilir seviyelere gelmesini ve kolaylıkla mümkün olmasını sağlamıştır. Güneş enerjisi üç temel vasıtayla alınır, pasif güneş enerjisi (yani, enerji binanın tasarımı ve yapımıyla alınır), güneş termal enerjisiyle (yani, güneş ışığı ısıya dönüştürülür), ve fotovoltaik vasıtalarla (yani, güneş ışığı elektriğe dönüştürülür).

Yangın koruma mühendisliği bakışıyla özel ilgi duyulan husus güneş termal (ısı) enerjisi ve fotovoltaik sistemlerdir.  Güneş ısı enerjisi sistemleri kapalı bir devre içinde sirküle eden sıvıyı ısıtmayı kapsar ve belli güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri yapıya dikkate alınması gereken bir ağırlık ilave eder. Bunlar aynı zamanda diğer bina sistemleri benzeri acil durumda ilk müdahale vasıtalarına verecekleri zararlardır, örneğin çatıda veya acil durumlarda operasyon yapılan binanın diğer kısımlarında tökezlenme gibi.

Fotovoltaik sistemler güneş enerjisiyle ısıtma sistemlerinden farklıdır. Burada güneş enerjisi doğrudan elektrik enerjisine çevrilir. Bu sistemler de güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri benzeri hasarlar meydana getirirler. Burada dikkat edilmesi gereken ilave husus fotovoltaik panellerin güneş ışığı veya başka bir ışığa maruz kaldıklarında “on” duruma geçmesidir.

Acil bir durumda elektriğin izolasyonu teknik olarak üstesinden gelinmesi gereken zor bir iştir. Tam ve komple elektriğin kesilmesi güneş ışığına maruz kalındığında basit bir işlem değildir. İlave olarak güneş ışığının dışında aydınlatma, zarar verecek elektrik çarpmasına neden olacak yeterli bir sebeptir². Güneş olmadığı zamanlarda da sistemde akım olan batarya birimleri içeren sistemler de içine ilave bir karışıklıkla dahil olmaktadır.

Fotovoltaik enerjinin izolasyonu zor olmasına rağmen, bugün, güneş enerjisi hücreleri seviyesinde enerji izolasyonu sağlayabilen modül seviyesindeki elektronikler, modüller veya paneller gibi yeni gelişmiş elektrikli sistem yaklaşımlarıyla ele alınmaktadır. Bu yaklaşımlar yeni tesisler için önemli fırsatlar göstermesine rağmen, acil durum ilk müdahale ekipleri hangi sistemlerin bu tarz izolasyon teknolojisi içerdiği hakkında yaygın olan bilgiden yoksundur. Bu nedenle onların bakış açısından bu teknoloji için imkânlar ve zaman dilimini yaygın olarak monte edilmiş fotovoltaik sistemlerin mevcut stokunu içine dahil edilmesiyle ilgili önemli sorular ortada durmaktadır.

Kayıp Verilerinin Araştırılması

Yangınlardaki kayıp bilgilerin gözden geçirilmesini kolaylaştırmak için güneş enerjisi sistemlerini ilgilendiren bina yapısı yangınları tutuşma noktasına bağlı olarak üç temel tipten biri olarak değerlendirilebilir, (1) güneş enerjisi sistemi olan bir binanın dıştan yangına maruz kalması, (2) güneş enerjisi dışında bir yapıdan kaynaklanan yangın, (3) tutuşma noktası olarak güneş enerjisi sistemi olan yangın. ³

Bu senaryoların her birini destekleyecek ayrıntılı kayıp bilgisi bu teknolojinin göreceli olarak yeniliği ve değerlendirmeye değecek bilginin toplanması için gereken zamanın uzunluğu nedeniyle eksiktir. ABD Yangın İdaresince ve Yangın Olayları Veri Organizasyonu (FİDO)[1] tarafından tutulan Ulusal Yangın Vakaları Raporlama Sistemi NFIRS[2] gibi geleneksel yangın kayıp istatistikleri bu kez nispeten yeni güneş enerjisi sistemlerini ayırt edecek gerekli ayrıntı seviyesini sağlayamamaktadır.  ABD’de her yıl meydana gelen bina yangınlarının sayısı hakkında ölçülebilir veriler mevcuttur. Örneğin, 2012 yılında meydana gelen 480,500 bina yangını sonucunda 2,470 ölüm, 14,700 yaralanma vakası meydana gelmiştir. Binalarda doğrudan parasal kayıp $9,8 milyardır. Bu yangınlar içinde konut yapıları 381,000 yangın, 2,405 ölüm, 13,175 yaralanma ve $7,2 milyar doğrudan binalara gelen zararla yer almaktadır. ⁴ Güneş enerjisiyle donatılmış binaların hakiki yüzdesi ve bunlardan yangın vakalarına karışanların sayısı bilinmemekle beraber,  genel beklenti bu verilerin ileride nasıl bir eğilim göstereceğidir. Güneş enerjisi sistemleri sayısı giderek çok miktarda arttığından normal olarak bina yangınlarına dâhil olanların sayısında da benzer şekilde artış olacaktır.

İstatistiksel verilerin eksik olmasına karşılık, ayrı ayrı yangın olaylarında birkaç vaka incelemesi güneş enerjisi sistemlerini de kapsayan yangınların anlaşılmasına katkı yapabilir. Bu yangınlardan,  2009 Nisan ayında Bakersfield, Kaliforniya’da meydana gelen çatıya monteli sistemin neden olduğu, ⁵ 2013 Mayısında LaFarge, Wisconsin’de meydana gelen, yangının çatıdaki fotovoltaik sistemin tüm metal çatıyı enerjilemesine⁶ neden olan ve 2013 Eylül ayında Delanco, New Jersey’de tüm bir ticari deponun kaybına neden olan üzerinde 7,000’den fazla panel bulunan bir çatı güneş enerjisi sistemi ⁷ gibi bazı belirleyici özelliklere sahip birkaçı incelenmiştir.

Yangın Koruma Mühendisliği Kaygıları

Gelişmiş imalat teknikleri güneş enerjisi teknolojilerinin bugünkü fotovoltaik sistemlerin birçoğunun en büyük desteği olan panel kullanan geleneksel yaklaşımın ötesinde büyümesine imkân sağlamıştır. Örneğin, yeni fotovoltaik kumaşlar ve filimler herhangi bir şekilde, örneğin dikey bir yüzeye, monte edilebilmektedir.

Bir kez daha, bu tehlikeye ve bunların yangında gösterecekleri performansa yönelik, örneğin, sistem elemanlarının yangının dışarı yayılmasına nasıl engel olacağı, direnç göstereceği veya yardım mı edeceği gibi soruları da beraberinde getirmiştir. İlave olarak,   yeni gelişmiş teknoloji içeren binalar halen itfaiyeciler ve tehlikelerinden haberdar olması gereken diğerleri tarafından tam olarak bilinmeyen fotovoltaik çatı kiremitleri ve çinileri gibi parçalar içermektedir.

Güneş enerjisi sistem elemanlarının uygun performans gösterdikleri güvencesini veren test yöntemleri halen gelişmektedir.  Sürekli olarak yeni ürünlerin çıkması ve alternatif sistem tasarımlarının tek olma özellikleri mevcut test yöntemlerinin uygulamasını zorlaştırmaktadır. Örneğin, çatı malzemeleri ve gruplarının yangın direnci için mevcut testler çatıya monte edilmiş fotovoltaik sistemler için uygun olmayabilir. İlave olarak tüm çalışma ömrü boyunca düşünülen, tüm iklim şartlarına maruz olarak düzgün ve güvenli olarak çalışacağı bilinen güneş enerjisi sisteminin uzun vadeli performansı hakkında da soru mevcuttur.

Daha geniş bir mühendis topluluğu ise istenmeyen yangından gelen kaybın ötesinde belli kayıp özellikleri hakkında sorular sormaktadır. Bu sorular yapısal yükler, kuvvetli rüzgâra olan direnç kabiliyeti, dolu çarpmasının etkisi ve kar yükü gibi etmenlere yöneliktir. Bu sorular Yangın Koruması Araştırma Vakfı tarafından en iyi inşaat uygulamalarını gözden geçirmek, bilgilerdeki açıkları belirlemek ve tüm tehlikelere karşı bir değerlendirme sağlamak için yürütülen bir araştırma çalışmasında ele alınmıştır. ⁸

Acil Durum İlk Müdahale Ekibi Kaygıları

Çatı üstüne kurulu güneş enerjisi sistemleri ve özellikle fotovoltaik sistemlerle donatılan bina ve yapılar giderek yaygınlaşmaktadır. Yangınla mücadele eden ekipler için, bir bina yangınıyla mücadele ederken herhangi bir itfaiye için bir fotovoltaik sistemle karşılaşmak önceden öngörülecek bir durum değildir.

Acil durum müdahale ekipleri açısından bakıldığında, fotovoltaik sistemler genel olarak iki geniş kategoriye ayrılır, yangınla mücadele ekiplerinin taktik ve stratejik çalışmalarına mani olmayacak derecede küçük olanlar ve yangın ekiplerinin yaklaşımlarını olumsuz yönde etkileyecek derecede büyük olanlar. Göreceli olarak küçük sistemlerde, örneğin, tek ailenin oturduğu konut tipi binalarda bulunanlar, yangın ekipleri, sistemin ve çalışmaları sırasında meydana gelecek herhangi bir hasarda etrafında çalışabilir. Buna karşılık tüm çatıyı kaplayan sistemler yangın ekiplerine erişmek için çok az yer bırakır veya bunlar çok büyük sistemlerdir.

Büyük fotovoltaik sistemler bu nedenle acil durum müdahale ve yangınla mücadele ekiplerinin aynı ölçüde dikkat ve ilgilerini çekmektedir. Büyük sistemler güneş enerjisi tarlaları ile eşdeğerdir. Güneş enerjisi tarlaları toprak üzerine, izole edilmiş ve emniyete alınmış bir arazi parçası içine yapılabilir veya geniş ticari binaların çatıları üzerine de yerleştirilebilir. Çok geniş fotovoltaik sistem örnekleri mega mağazalara yerleştirilenlerde görülmektedir ve buralarda yangınla mücadele taktikleri ve yolları oldukça sorunludur.

Büyük güneş tarlaları (binaya değil toprak üzerine kurulanlar) için yangınla mücadele ekiplerine verilen genel taktik bunları bölgelerindeki enerji santralleriyle aynı kategori içinde değerlendirmeleridir. Klasik bir enerji santrali, elektrik trafo tesisi veya düşürme istasyonu gibi benzer bir destek tesisi için, yerel itfaiye teşkilatlarına verilen genel talimat genel bir ön planlama yapmaları ve elektrik santralı operatörlerinin açık kılavuzluğu olmadan kesinlikle koruma altına alınmış yüksek voltaj alanlarına girmemeleridir. Çatılarda görülen büyük fotovoltaik sistemlerin olduğu yerlerde bu ekiplerin bir bina yangınıyla mücadele için uygulayacakları taktik ve stratejilere önemli zorluklar çıkartmaktadır.

Bu konu üzerinde yardımcı olabilecek iki çalışma güneş enerjisi sistemleriyle donatılmış binalarda yangınla mücadele etmek durumunda kalan acil durum ilk müdahale ekiplerine bilgi sağlamaktadır. Birincisi bu konunun geçmişi üzerine bilgileri de toplayarak yapılan bir çalışmadır. ⁹ İkincisi ise fotovoltaik sistemlerin yangınla mücadele personeline getireceği elektrik tehlikelerinin tecrübe ve deneye dayalı test açıklamasını içeren daha kapsamlı bir araştırma çalışmasıdır. ²

Acil Durum İlk Yardım Ekibince Güneş Enerjisi Kullanımı

Belli alternatif enerji uygulamaları bazı acil durum yönetimi ve acil durum ilk müdahale uygulamaları için enerji kaynağı seçimidir ve bu anlamda güneş enerjisi önde gelmektedir. Acil duruma hazır olma ve afet planlaması için fotovoltaik sistemlerin kullanılması normal elektrik enerjisi ağından bağımsız olarak alternatif enerjinin açık bir uygulamasıdır.

Bu teknolojinin kullanılmasında kesintisiz güç kaynağının ana desteği olarak çok sayıda örnek vardır. Yangın istasyonları hemen hemen tüm toplumların bir parçasıdır ve kentle ilgili bu yapılar güneş enerjisi sistemi uygulamaları için olası adaylardır. Son birkaç on yıl içinde yangın istasyonlarında verimli olarak çalışan güneş enerjisi uygulamaları olan birçok itfaiye departmanı bulunmaktadır. ^10,11 Bunların bir örneği Boston’da şehir dışına giden tahliye yolları için kritik trafik kontrolleri, akaryakıt istasyonu pompaları ve acil durum tahliye panelleri için fotovoltaik destek enerji beslemesi kuran bir girişimdir.

Uzak bölgelerdeki yangın hizmetleri tesisleri güneş enerjisini masraf tasarrufu veya benzer nedenler yerine ihtiyaç nedeniyle kullanmaktadır. Bu kentsel/kırsal bölüm arasında olan yerlerdeki tesisatlar için alışılmışın dışında değildir. Bu bölgelerde yerel kolaylık tesislerinden ticari elektrik enerjisi almak mümkün olmayabilir. ABD Orman Hizmetleri fotovoltaik sistemleri uzun süredir bugün kullandıklarımızdan çok daha gelişmiş haliyle kullanmaktadır.

Kaliforniya’da ilgi uyandıran bir yaklaşım da uzun süreli kullanımın desteklenmesi için (örneğin söndürülmesi güç yangınlarda) çatı üstü fotovoltaik sistemle çalışan yangın cihazları tesisatlarıdır, fotovoltaik tesisat aynı zamanda telsiz operasyonu ve diğer kritik elektrikle çalışan cihazlar için güvenilir bir elektrik kaynağı sağlar. Örnek olarak, Kaliforniya Körfez bölgesinde San Rafael bir itfaiye bölümü, yangın cihazlarını bu şekilde donatmıştır. ¹²

Casey C. Grant Yangın Koruma Araştırmaları Vakfıyla çalışmaktadır.

Referanslar:

1.       Sherwood, S., “ABD Güneş Enerjisi Pazarı Eğilimleri 2012,” Eyaletler arası Yenilenebilir Enerji Konseyi, Latham, NY, 2013.

2.      Backstrom, R. ve Dini, D., “İtfaiyeci Güvenliği ve Fotovoltaik Tesisler Araştırma Projesi,” Underwriters Laboratories, Northbrook, IL, 2011.

3.      Grant, C., “Güneş Enerjisi Sistemleri için İtfaiyeci Güvenliği ve Acil Durum” Yangın Koruma Araştırmaları Vakfı, Quincy, MA, 2010.

4.      Karter, M., “ABD’de 2012 yılında yangınlardan meydana gelen,” Ulusal Yangın Koruna Derneği (NFPA), Quincy, MA, 2013.

5.       “ 05.04.2009 tarihli Çatı Fotovoltaik sistem yangını” Şehir Günlükleri, P. Jackson - P. Burns, Bakersfield, CA, April 29, 2009.

6.      Millard, K., “La Farge İtfaiye Şefi dergisi: Organik Vadi Genel Merkezi Batı Ucu, Toplu Hasar,’” WXOW, LaCrosse, WI, Mayıs 14, 2013.

7.       Bayliss, K., Johnson, D. ve Stamm, D. “Dietz & Watson Gıda Deposunu Tahrip 11-Alarmlı yangın” Yerel Haber, Philadelphia, PA, 3 Eylül, 2013.

8.      Wills, R., Milke, J., Royle, S., ve Steranka K., “Ticari Bina Çatılarına Monte Edilen Fotovoltaik Sistemler, En İyi Uygulama Örnekleri ve Tüm Tehlikeleri,” Yangın Koruma Araştırmaları Vakfı, Quincy, MA, 2014.

9.      Grant, C., “Güneş Enerjisi Sistemleri için İtfaiyeci Güvenliği ve Acil Durum.” Yangın Koruma Araştırmaları Vakfı, Quincy, MA, 2010.

10.   Ross, C., “İşte Güneş Geliyor: Acil Tıbbi müdahale ve Afet durumlarında kullanım için Güneş Enerjisi,”Acil durum Cilt 25, Sayı 12, Aralık 1993, Sayfa:  34-37.

11.    May, B., “Güneş Enerjisi: Yangın Hizmetlerinde Yeni Güçlü Eğilim,” Firehouse dergisi, Nisan 2005, Sayfa 134.

12.   Markley, R., “Elektrik iş başında,” Firechief dergisi, Mayıs 2008, Sayfa 64-67.